(57)【要約】【課題】  十分に優れた画質を有するカラー画像を形成することができ、且つ帯電ストレスを低減することにより感光体の長寿命化が可能となるカラー画像形成方法及びカラー画像形成装置を提供すること。【解決手段】  本発明のカラー画像形成方法は、複数色のトナーを用いてカラー画像を形成する方法であって、電子写真感光体を帯電させる帯電工程と、帯電した電子写真感光体上のカラートナー像形成予定領域を複数色のトナーのいずれかの色に対応させて分割し、トナーの色ごとに、露光による静電潜像の形成及び反転現像方式による該静電潜像の現像を行い、電子写真感光体上にカラートナー像を形成するカラートナー像形成工程と、形成されたカラートナー像を電子写真感光体から被転写媒体に転写する工程と、を備えることを特徴とする。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数色のトナーを用いてカラー画像を形成する方法であって、
電子写真感光体を帯電させる帯電工程と、
帯電した前記電子写真感光体上のカラートナー像形成予定領域を複数色のトナーのいずれかの色に対応させて分割し、トナーの色ごとに、露光による静電潜像の形成及び反転現像方式による該静電潜像の現像を行い、前記電子写真感光体上にカラートナー像を形成するカラートナー像形成工程と、
形成された前記カラートナー像を前記電子写真感光体から被転写媒体に転写する工程と、
を備えることを特徴とする、カラー画像形成方法。
【請求項２】
前記カラートナー像形成工程において、帯電した前記電子写真感光体上のカラートナー像形成予定領域を、形成すべきカラー画像の１画素に相当する領域ごとに、複数色のトナーのいずれかの色に対応させて分割することを特徴とする、請求項１に記載のカラー画像形成方法。
【請求項３】
複数色のトナーを用いてカラー画像を形成するカラー画像形成装置であって、
電子写真感光体と、
前記電子写真感光体を帯電させる帯電手段と、
帯電した電子写真感光体を露光して前記電子写真感光体上に静電潜像を形成させる露光手段と、
複数色のトナーで前記静電潜像をトナーの色ごとに現像して前記電子写真感光体上にカラートナー像を形成させる現像手段と、
前記電子写真感光体上に形成されたカラートナー像を被転写媒体に転写する転写手段と、
帯電した電子写真感光体上のカラートナー像形成予定領域を複数色のトナーのいずれかの色に対応させて分割し、トナーの色ごとに、前記露光手段による静電潜像の形成及び前記現像手段による反転現像方式での該静電潜像の現像を行うように、前記露光手段及び前記現像手段を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする、カラー画像形成装置。
【請求項４】
前記制御手段が、帯電した前記電子写真感光体上のカラートナー像形成予定領域を、形成すべきカラー画像の１画素に相当する領域ごとに、複数色のトナーのいずれかの色に対応させて分割し、トナーの色ごとに、露光による静電潜像の形成及び反転現像方式による該静電潜像の現像を行い、前記電子写真感光体上にカラートナー像を形成するように、前記露光手段及び前記現像手段を制御するものであることを特徴とする、請求項３に記載のカラー画像形成装置。
【請求項５】
前記現像手段が非接触現像方式であることを特徴とする、請求項３又は４に記載のカラー画像形成装置。
【請求項６】
前記電子写真感光体がベルト状電子写真感光体であることを特徴とする、請求項３〜５のいずれか１項に記載のカラー画像形成装置。
【請求項７】
前記制御手段が前記ベルト状電子写真感光体の内周部に設けられていることを特徴とする、請求項６に記載のカラー画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラー画像形成方法及び電子写真装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式のカラー画像形成装置の普及とともに、最近では装置の小型化及び低コスト化が求められてきている。電子写真方式のカラー画像形成装置は、電子写真感光体（以下、場合により「感光体」という）を用いて帯電、露光、現像、転写を含む電子写真プロセスをイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色それぞれについて順次行い、得られた各色のトナー像を重ね合わせることによりカラー画像を形成している。
【０００３】
装置の小型化及び低コスト化の観点からは、トナー像の重ね合わせを用紙上或いは中間転写体上で行う方式よりも、感光体上でトナー像の重ね合わせを行う方式が装置の簡素化を図れるので有利とされており、これまでにも感光体上でトナー像を重ね合わせるカラー画像形成装置がいくつか提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
しかしながら、感光体上でトナー像を重ね合わせるカラー画像形成装置は、感光体上に既に形成されたトナー像を通して次の色の像を形成するための露光が行われるので、感光体上に存在するトナーによって入射光が遮断又は散乱され、目的とする静電潜像が正確に再現されず、感光体上に形成されるトナー像が乱れてカラー画像の画質が不十分となっていた。
【０００５】
そこで、画質の向上を目的として、画像形成部を複数設け、各画像形成部で形成する潜像領域の中心位置をずらすことによりトナー像の乱れの低減を図ったカラー画像形成装置の使用が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開平８−１５２７５７号公報
【特許文献２】特開平１０−３１９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献２に記載のカラー画像形成装置であっても、画質の点で未だ改善の余地がある。すなわち、本発明者らの検討によれば、静電潜像を形成する領域の中心位置をずらすだけでは、トナー像の重なりを完全になくすことはできず、トナー像の重なりが多くなると感光体上に形成されるトナー像の乱れを生じやすくなる。
【０００８】
また、上記特許文献２のカラー画像形成装置は、帯電ストレスにより感光体の寿命が短くなることの問題も有している。これは、１つのカラー画像を形成するまでに１つの感光体に対して複数回の帯電が行われるためである。
【０００９】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、優れた画質を有するカラー画像を形成することができ、且つ帯電ストレスの低減による感光体の長寿命化を可能とするカラー画像形成方法及びカラー画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明のカラー画像形成方法は、複数色のトナーを用いてカラー画像を形成する方法であって、電子写真感光体を帯電させる帯電工程と、帯電した電子写真感光体上のカラートナー像形成予定領域を複数色のトナーのいずれかの色に対応させて分割し、トナーの色ごとに、露光による静電潜像の形成及び反転現像方式による静電潜像の現像を行い、電子写真感光体上にカラートナー像を形成するカラートナー像形成工程と、形成されたカラートナー像を電子写真感光体から被転写媒体に転写する工程とを備えることを特徴とする。
【００１１】
ここで、図２を参照して、「電子写真感光体上のカラートナー像形成予定領域を複数色のトナーのいずれかの色に対応させて分割（分画）すること」の概念を説明する。図２は、カラートナー像形成予定領域を４色（Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ）のトナーのいずれかに対応させて分割する分割パターンの例を示す図である。なお、分割パターンはカラートナー像形成予定領域の一部を示すものである。図２（ａ）の分割パターンは、カラートナー像形成予定領域をプロセス方向（図２（ａ）に示される矢印Ａ）に平行な直線で分割し、プロセス方向に対して垂直な直線に沿って一側から順にＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋの色のトナー像が形成される予定の領域とする場合を示している。また、図２（ｂ）の分割パターンは、カラートナー像形成予定領域をプロセス方向（図２（ｂ）に示される矢印Ａ）に対して垂直な直線で分割し、分割された領域をプロセス方向に平行な直線に沿ってプロセス方向へ順にＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋのそれぞれの色のトナー像が形成される予定の領域とする場合を示している。さらに、図２（ｃ）及び（ｄ）の分割パターンは、カラートナー像形成予定領域をプロセス方向（図２（ｃ）及び（ｄ）に示される矢印Ａ）に平行な直線と垂直な直線とで格子状に分割し、２×２のブロックを単位として、その２×２ブロックの領域内でＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋのそれぞれの色のトナー像が形成される予定の領域を定めている場合を示している。このようにカラートナー像形成予定領域を分割すれば、異なる色のトナー像は互いに重複しないように形成される。
【００１２】
また、「トナーの色ごとに、露光による静電潜像の形成及び反転現像方式による静電潜像の現像を行う」とは、上記のように分割された対応する色の領域に対してのみ露光を行い、露光された部分へ対応する色のトナーを供給することである。
【００１３】
本発明のカラー画像形成方法によれば、上述のように、カラー画像形成予定領域を複数色のトナーのいずれかの色に対応させて分割し、それぞれの色ごとに、露光による静電潜像の形成及び反転現像方式の現像を行うことにより、それぞれの色のトナー像は色ごとに定められた領域内でのみ形成されるので、他の色のトナー像によって露光が妨げられることがない。したがって、上記カラー画像形成方法により、電子写真感光体上に乱れのないカラートナー像を形成することができ、このカラートナー像を一括して被転写媒体に転写することにより良好なカラー画像を得ることができる。
【００１４】
また、本発明のカラー画像形成方法においては、電子写真感光体を１回帯電させれば、電子写真感光体を再帯電することなく電子写真感光体上にカラートナー像を形成することができるため、電子写真感光体の寿命を飛躍的に向上させることができる。
【００１５】
上記カラートナー像形成工程においては、帯電した電子写真感光体上のカラートナー像形成予定領域を、形成すべきカラー画像の１画素に相当する領域ごとに、複数色のトナーのいずれかの色に対応させて分割することが好ましい。
【００１６】
ここで、「形成すべきカラー画像の１画素に相当する領域ごとに、複数色のトナーのいずれかの色に対応させて分割する」とは、例えば、図２（ｃ）及び（ｄ）の分割パターンにおいて、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋが含まれる２×２のブロックが上記１画素に相当する場合が一例である。カラートナー像形成予定領域を上記のように分割することにより、カラー画像の色再現性をより向上させることができる。
【００１７】
また、本発明のカラー画像形成装置は、複数色のトナーを用いてカラー画像を形成するカラー画像形成装置であって、電子写真感光体と、電子写真感光体を帯電させる帯電手段と、帯電した電子写真感光体を露光して電子写真感光体上に静電潜像を形成させる露光手段と、複数色のトナーで静電潜像をトナーの色ごとに現像して電子写真感光体上にカラートナー像を形成させる現像手段と、電子写真感光体上に形成されたカラートナー像を被転写媒体に転写する転写手段と、帯電した電子写真感光体上のカラートナー像形成予定領域を複数色のトナーのいずれかの色に対応させて分割し、トナーの色ごとに、上記露光手段による静電潜像の形成及び上記現像手段による反転現像方式での該静電潜像の現像を行うように、上記露光手段及び上記現像手段を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００１８】
本発明のカラー画像形成装置によれば、制御手段によって上述した本発明のカラー画像形成方法のカラートナー像形成工程が行われ、それぞれの色のトナー像は色ごとに定められた領域内でのみ形成される、言い換えれば、異なる色のトナー像は互いに重複しないように形成されるので、他の色のトナー像によって露光が妨げられることがない。したがって、本発明のカラー画像形成装置により、電子写真感光体上に乱れのないカラートナー像を形成し、良好なカラー画像を得ることができる。
【００１９】
また、本発明のカラー画像形成装置によれば、電子写真感光体を１回帯電させれば、電子写真感光体を再帯電することなく電子写真感光体上にカラートナー像を形成することができるため、電子写真感光体の寿命を飛躍的に向上させることができる。
【００２０】
本発明のカラー画像形成装置が備える制御手段は、帯電した電子写真感光体上のカラートナー像形成予定領域を、形成すべきカラー画像の１画素に相当する領域ごとに、複数色のトナーのいずれかの色に対応させて分割し、トナーの色ごとに、露光による静電潜像の形成及び反転現像方式による該静電潜像の現像を行い、電子写真感光体上にカラートナー像を形成するように、上記露光手段及び上記現像手段を制御するものであることが好ましい。カラートナー像形成予定領域を上記のように分割することにより、カラー画像の色再現性をより向上させることができる。
【００２１】
また、本発明のカラー画像形成装置においては、上記現像手段が非接触現像方式であることが好ましい。非接触現像方式の現像手段を適用することにより、形成されるカラー画像の画質をより安定化させることができる。なお、現像手段が電子写真感光体と接触していると、現像手段位置で先に電子写真感光体上に形成されたトナー像のトナーと現像手段のトナーとが混色を起して、形成されているトナー像のみならず現像手段中に混色を引き起こして画質の低下を招く傾向にある。
【００２２】
更に、本発明のカラー画像形成装置においては、上記電子写真感光体がベルト状電子写真感光体であることが好ましい。変形可能な柔軟性及び形状を有するベルト状電子写真感光体を用いることにより、カラー画像形成装置の小型化が容易となる。また、かかるベルト状電子写真感光体の内周部の空間を他の部品の設置場所として利用することができ、更に小型化が可能となる。
【００２３】
また、上記ベルト状電子写真感光体の内周部に、上記制御装置が設けられていることが好ましい。これにより、カラー画像形成装置の小型化がより一層容易となる。
【００２４】
また、本発明のカラー画像形成装置においては、上記帯電手段が接触型の帯電器であってもよい。接触型の帯電器を用いることにより除電器を省略することができるので、カラー画像形成装置の小型化がより一層容易となる。
【００２５】
更に、本発明のカラー画像形成装置においては、上記露光手段がＬＥＤアレイであってもよい。ＬＥＤアレイを用いることにより、レーザービーム光源を用いる場合に比較して、ポリゴンミラーのような回転する部品を必要としないため高速化及び小型化の点において有利となる。
【００２６】
また、本発明のカラー画像形成装置においては、上記露光手段がマルチビーム方式のレーザー露光装置であってもよい。露光手段として、マルチビーム方式のレーザー露光装置を用いると、色ごとに露光装置を設ける場合と比較して、カラー画像形成装置の小型化がより一層容易となる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、優れた画質を有するカラー画像を形成することができ、かつ感光体の長寿命化を可能とするカラー画像形成方法及びカラー画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面中、同一または相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００２９】
図１は、本発明のカラー画像形成装置の第１実施形態の基本構成を示す概略構成図である。図１のカラー画像形成装置１００は、ベルト状電子写真感光体１０と、ベルト状電子写真感光体を帯電させる接触帯電方式の帯電装置（接触帯電装置）２０と、帯電装置２０に接続された電源２１と、帯電装置２０により帯電されるベルト状電子写真感光体１０を露光して静電潜像を形成する露光装置３０ａ〜３０ｄと、露光装置３０ａ〜３０ｄにより形成された静電潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像装置４０ａ〜４０ｄと、トナー像を被転写媒体Ｐに転写する転写装置５０と、クリーニング装置６０と、除電器７０と、定着装置８０と、制御装置９０とを備えている。
【００３０】
ベルト状電子写真感光体１０としては、ベルト状の導電性基材上に感光層が設けられたものが挙げられる。ベルト状の導電性基材としては、シームレスベルトとシームドベルトの何れのタイプも用いることができる。本発明のカラー画像形成装置においては、シームレスベルトを用いることが好ましい。これは、シームドベルトを用いる場合、ベルト周長は用紙サイズよりも長く設定することが必要となるのに対して、シームレスベルトは非画像領域の発生がなく感光体全面を有効に用いることができるため、より小型化を図れるからである。
【００３１】
シームレスベルトのベルト状基材としては、ニッケルの電鋳ベルト、並びに、ＰＥＴ、ポリイミド、ポリアミドイミド等の樹脂の押し出しフィルム、遠心成型及び浸漬コーティング膜等が挙げられる。また、これらのベルト状基材を適切な長さに切断して接合することにより、シームドベルトのベルト状基材として用いることができる。通常、シームドベルトのベルト状基材は、感光層を形成後ベルト加工されるが、基材をベルト状にしたのち、感光層を基材上に形成してもよい。また、ベルト状基材が絶縁性材料の場合には、表面にアルミニウムやチタニウムなどの金属或いは金属酸化物などの導電性材料をコートして導電化処理を行うことができる。また、ベルト状基材にカーボンブラック、金属、金属酸化物などの導電性材料を混合して導電化処理を行うことも可能である。
【００３２】
感光層を構成する材料としては、例えば、Ｓｅ、Ｓｅ合金、ａ−Ｓｉ、ＺｎＯ等の無機光導電材料、及び、各種化合物から構成される有機光導電材料が挙げられる。また、有機光導電材料を用いる場合には、感光層が電荷発生材料と電荷輸送材料とを同一の層に含有する単層型であってもよく、電荷発生材料を含有する電荷発生層と電荷輸送材料を含有する電荷輸送層とに感光層の機能を分離した積層型であってもよい。本発明のカラー画像形成装置においては、積層型の感光層を有するベルト状電子写真感光体を用いることが、より高い感光特性が得られる点で好ましい。さらに、感光層の他に、必要に応じて下引き層や表面保護層を設けてもよい。
【００３３】
電荷発生材料としては、例えば、無金属フタロシアニン、チタニルフタロシアニン、銅フタロシアニン、錫フタロシアニン、ガリウムフタロシアニンなどの各種フタロシアニン顔料、ナフタロシアニン顔料、スクエアリウム系、アントアントロン系、ペリレン系、アゾ系、トリスアゾ系、アントラキノン系、ピレン系、ピリリウム塩、チアピリリウム塩等の各種有機顔料及び染料が挙げられる。また、これらの有機顔料は一般に数種の結晶型を有しており、特にフタロシアニン顔料ではα型、β型などをはじめとしてさまざまな結晶型が知られているが、目的にあった感度その他の特性が得られる顔料であるならば、これらのいずれの結晶型でも用いることが可能である。
【００３４】
電荷輸送材料としては、トリアリールアミン系化合物、ヒドラゾン系化合物、スチルベン化合物等が挙げられる。また、これらの電荷輸送材料をポリカーボネート樹脂や、ポリアリレート樹脂中に溶解した固溶体や、上記化合物を構成成分として有するポリマーを使用することができる。
【００３５】
接触帯電装置２０は帯電ロールを有しており、電子写真感光体１０を帯電させる際には帯電ロールに電圧が印加される。帯電ロールとしては、芯材の外周面に弾性層、抵抗層、保護層等を設けたものが好適に用いられる。なお、帯電ロールの代わりに、ブラシ状、ブレード状、ピン電極状の導電性部材を用いてもよい。また、印加電圧については、直流電圧であってもよく、直流電圧に交流電圧を重畳したものであってもよい。なお、接触帯電装置２０の代わりにコロトロン、スコロトロン、イオン放電器等の非接触帯電方式の帯電装置を用いてもよい。
【００３６】
露光装置３０ａ〜３０ｄとしては、レーザービーム光源、ＬＥＤアレイ、ポリシリコンＴＦＴ駆動蛍光表示素子アレイ、液晶シャッター露光装置等が挙げられる。光源の波長は感光体の感度域に合ったものを使用することができる。レーザービーム光源を用いる場合には、一般的に赤から近赤外領域に相当する６００〜８５０ｎｍの波長の赤外レーザーが使用されるが、ビーム光を小さくする或いは感光体の感度とのマッチングを高める目的で、青色光（３５０〜５００ｎｍ）など低波長側の光源を使用することも可能である。また、露光装置としてマルチビーム方式のレーザー露光装置を用いて、１本のレーザー光源で各色の静電潜像を形成する部分に光を導いて露光する方式も利用することが可能である。この場合、露光装置３０ａ〜３０ｄが占めるスペースを更に小さくすることができ、装置を更に小型化することができる。また、ＬＥＤアレイを用いる場合には、レーザービーム光源を用いる場合と比較するとポリゴンミラーのような回転する部品を必要としないため高速化及び小型化に有利である。
【００３７】
また、ＬＥＤアレイを用いる場合には、レーザービーム光源を用いる場合と比較するとポリゴンミラーのような回転する部品を必要としないため高速化及び小型化に有利である。
【００３８】
現像装置４０ａ〜４０ｄで用いられる現像剤は、公知の１成分、２成分、或いはこの中間にあたる構成の反転現像剤を用いることができる。また、トナーには混連・粉砕方式のトナー及び重合方式のトナーのいずれも使用することができる。トナーの粒径は、形成するカラー画像の解像度等に応じて適宜設定されるが、露光光源のドットサイズよりは小さい粒径であることが好ましい。例えば、固体トナーを用いる場合、トナー粒径は３〜２０μｍの範囲が好ましい。
【００３９】
また、現像剤を搬送する現像スリーブは公知のものが使用できる。材質としては、アルミニウム、ステンレス等が使用可能である。現像剤を現像領域に長期にわたって安定して搬送するためには、現像スリーブ表面に溶射処理、サンドブラスト処理、溝付け処理などの表面粗面化処理をすることが好ましい。本発明のカラー画像形成装置においては、非接触型の現像装置を用いることが好ましいため、現像スリーブ上の現像剤が感光体に接触しないように、スリーブ上に形成する現像剤層の層厚を現像スリーブと感光体表面間の距離以下に規制することが好ましい。具体的には、現像剤層の層厚が、現像領域において２０〜５００μmであることが好ましい。現像剤層の層厚は、層厚規制部材を使用して規制することができ、例えば、機械的に層厚を規制する方法、磁性ブレードなどの磁気力を使用する方法、現像剤担持体表面に現像剤規制棒を押圧する方法、ウレタンブレードや燐青銅薄板などの利力学的弾性素材を現像スリーブ表面に接触させて現像剤層厚を規制する方法等が挙げられる。
【００４０】
現像バイアス印加方式としては、ＤＣ成分のみ付与する方式、ＤＣ成分に加えＡＣ成分のバイアスを印加する方式の何れでもよい。
【００４１】
なお、本発明のカラー画像形成装置においては、上記の露光装置と、上記の現像装置とは、個別に分かれたものであってもよく、色毎に一体となったものであってもよい。
【００４２】
転写装置５０としては、ローラ状の接触帯電部材の他、ベルト、フィルム、ゴムブレード等を用いた接触型転写帯電器、コロナ放電を利用したスコロトロン転写帯電器やコロトロン転写帯電器等が挙げられる。
【００４３】
クリーニング装置６０は、転写工程後の電子写真感光体の表面に付着する残存トナーを除去するためのもので、これにより清浄面化された電子写真感光体は上記の画像形成プロセスに繰り返し供される。クリーニング装置としては、クリーニングブレードの他、ブラシクリーニング、ロールクリーニング等を用いることができるが、これらの中でもクリーニングブレードを用いることが好ましい。また、クリーニングブレードの材質としてはウレタンゴム、ネオプレンゴム、シリコーンゴム等が挙げられる。
【００４４】
除電器７０としては、イレース光照射装置が挙げられる。
【００４５】
定着装置８０としては、特に制限はなく、それ自体公知の定着装置、例えば熱ロール定着装置、オーブン定着装置等が挙げられる。
【００４６】
制御装置９０は、カラー画像形成装置の電子写真プロセスを制御しており、ＣＰＵ、本装置の動作に必要なソフトウェアプログラム等が記憶されているＲＯＭ、プログラム実行中に一時的にデータが記憶されるＲＡＭ等から構成されている。
【００４７】
次に、カラー画像形成装置１００により行われるカラー画像形成について説明する。ここでは、ＹＭＣＫの４色のトナーを用いる場合について説明するが、本発明では色の種類及び色数については特に限定されない。また、現像剤色の順序は自由に設定することができ、ＹＭＣＫのどの色を第１色目に割り当てても構わないが、ここでは、例としてイエローを第１色目とし、以降マゼンタ、シアン、ブラックに順に露光・現像が行われるものとして説明する。
【００４８】
先ず、制御装置９０が、形成すべきカラー画像データから、トナーが配置されるべき位置を指定する作像データ（静電潜像を形成するためのデータ）を色ごとに作成する。このとき、制御装置９０は、図２（ａ）〜（ｄ）に示されるような分割パターンを基にして、各色のトナー像が重なり合わないような作像データを色ごとに作成する。図２（ａ）の分割パターンは、カラートナー像形成予定領域をプロセス方向（図２（ａ）に示される矢印Ａ）に平行な直線で分割し、プロセス方向に対して垂直な直線に沿って一側から順にＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋの色のトナー像が形成される予定の領域とする場合を示している。また、図２（ｂ）の分割パターンは、カラートナー像形成予定領域をプロセス方向（図２（ｂ）に示される矢印Ａ）に対して垂直な直線で分割し、分割された領域をプロセス方向に平行な直線に沿ってプロセス方向へ順にＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋの色のトナー像が形成される予定の領域とする場合を示している。さらに、図２（ｃ）及び（ｄ）の分割パターンは、カラートナー像形成予定領域をプロセス方向（図２（ｃ）及び（ｄ）に示される矢印Ａ）に平行な直線と垂直な直線とで格子状に分割し、２×２のブロックを単位として、その２×２ブロックの領域内でＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋのそれぞれの色のトナー像が形成される予定の領域を定めている場合を示している。また、図２（ａ）〜（ｄ）に示される矢印Ｂはプロセス方向と垂直な方向を表し、カラー画像形成装置１００においてはベルト状電子写真感光体の幅の方向に対応し、後述するドラム状電子写真感光体を用いるカラー画像形成装置においては、ドラム軸の方向に対応する。なお、本発明では、作像データの作成の際、図２（ａ）〜（ｄ）に限らず、他の分割パターンを基にしてもよい。
【００４９】
本発明においては、形成すべきカラー画像の１画素に相当する領域を用いる色数のブロックに分割し、色ごとに異なるブロックを指定する分割パターンを用いることが好ましい。例えば、図２（ａ）の分割パターンであれば、プロセス方向に対して垂直な直線に沿って配列するＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋの４つのブロックが１画素に相当する場合である。図２（ｂ）の分割パターンであれば、プロセス方向に対して平行な直線に沿って配列するＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋの４つのブロックが１画素に相当する場合である。図２（ｃ）及び（ｄ）の分割パターンであれば、Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋの４つのブロックを含む２×２のブロックが１画素に相当する場合である。このような分割パターンを基に作像データを作成することにより、カラー画像の色再現性をより向上させることができる。
【００５０】
また、形成すべきカラー画像の１画素の形状、解像度に応じて、分割パターンを選択することが好ましい。例えば、縦横６００ＤＰＩ相当の解像度が求められる場合には、１画素の大きさがおよそ４２×４２μｍとなる。この場合、使用する露光光源が１２００ＤＰＩ用であると、そのスポット径はおよそ２１μmであるので、図２（ｃ）又は（ｄ）の分割パターンを基に作成した作像データを用いることができる。
【００５１】
また、作像データの最小ドットサイズは、用いる露光光源のスポットサイズによって制限されるので、露光光源の仕様により分割パターンを適宜選択することが好ましい。
【００５２】
また、ドットのサイズは、露光光源のスポットサイズ以外に、用いるトナーの粒径も考慮して設定することが好ましい。通常の粉体トナーを使用する場合には、最小ドットサイズは３μｍ以上とすることが好ましい。
【００５３】
制御装置９０は、各色のトナー像を形成するための作像データに基づいて、露光装置３０ａ〜３０ｄに感光体上に対応する色の静電潜像を形成させ、現像装置４０ａ〜４０ｄに形成された静電潜像を対応する色のトナーで現像させる。以下、図を用いてカラー画像が形成されるまでについて説明する。
【００５４】
図３は、本発明のカラー画像形成装置において、電子写真感光体上にカラートナー像が形成されるプロセスの一例を説明するための図であり、図３（ａ）は、電子写真感光体上のカラートナー像形成予定領域の一部を示す平面図である。図３（ａ）の平面図は、カラートナー像形成予定領域をプロセス方向（図３（ａ）に示される矢印Ａ）に平行な直線で分割し、プロセス方向に対して垂直な直線に沿って一側から順にＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋの色のトナー像が形成される予定の領域とした場合を示している。これらの領域に対応する色（Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ）のトナー像が順に形成される工程を、電子写真感光体の表面電位のプロファイルを示すグラフである図３（ｂ）〜（ｇ）を用いて説明する。なお、図３に示される、電子写真感光体上にカラートナー像が形成されるプロセスの一例は、本発明のカラートナー像形成方法におけるカラートナー像形成工程を示すものでもある。
【００５５】
（帯電工程）
帯電装置２０により、電子写真感光体１０上が一様に帯電され、表面電位はＶ０（Ｖ）に上昇する（図３（ｂ））。感光体の表面電位Ｖ０は、例えば、−２００Ｖ〜−８００Ｖの範囲に設定することができる。
【００５６】
（第１露光工程）
次に、露光装置３０ａにより、帯電された電子写真感光体１０に対してイエローの作像データに基づく露光が行われ、イエローに対応する領域に静電潜像が形成される。電子写真感光体１０の露光された部分は、光減衰により表面電位がＶ１（Ｖ）に減少する（図３（ｃ））。
【００５７】
（第１現像工程）
次に、現像装置４０ａにより、表面電位が低下した部分に負帯電したイエローのトナーを供給する反転現像が行われる。負帯電したイエローのトナーを供給することにより、低下した電位は帯電時の電位Ｖ０（Ｖ）に上昇する（図３（ｄ））。なお、図３（ｄ）中のＶＹは、イエローのトナーにより上昇した分の電位を示す。
【００５８】
（第２露光工程）
次に、露光装置３０ｂにより、帯電された電子写真感光体１０に対してマゼンタの作像データに基づく露光が行われ、マゼンタに対応する領域に静電潜像が形成される。電子写真感光体１０の露光された部分は、光減衰により表面電位がＶ１（Ｖ）に減少する（図３（ｅ））。
【００５９】
（第２現像工程）
次に、現像装置４０ｂにより、帯電電位が低下した部分に負帯電したマゼンタのトナーを供給する反転現像が行われる。負帯電したマゼンタのトナーを供給することにより、低下した電位は帯電時の電位Ｖ０（Ｖ）に上昇する（図３（ｆ））。なお、図３（ｆ）中のＶＭは、マゼンタのトナーにより上昇した分の電位を示す。
【００６０】
（第３露光工程）
次に、露光装置３０ｃにより、帯電された電子写真感光体１０に対してシアンの作像データに基づく露光が行われ、シアンに対応する領域に静電潜像が形成される。電子写真感光体１０の露光された部分は、光減衰により表面電位がＶ１（Ｖ）に減少する。
【００６１】
（第３現像工程）
次に、現像装置４０ｃにより、帯電電位が低下した部分に負帯電したシアンのトナーを供給する反転現像が行われる。負帯電したシアンのトナーを供給することにより、低下した電位は帯電時の電位Ｖ０（Ｖ）に上昇する。
【００６２】
（第４露光工程）
次に、露光装置３０ｄにより、帯電された電子写真感光体１０に対してブラックの作像データに基づく露光が行われ、ブラックに対応する領域に静電潜像が形成される。電子写真感光体１０の露光された部分は、光減衰により表面電位がＶ１（Ｖ）に減少する。
【００６３】
（第４現像工程）
次に、現像装置４０ｄにより、帯電電位が低下した部分に負帯電したブラックのトナーを供給する反転現像が行われる。負帯電したブラックのトナーを供給することにより、低下した電位は帯電時の電位Ｖ０（Ｖ）に上昇し、このとき１回の帯電のみで電子写真感光体上に４色のトナー像が形成されることになる（図３（ｇ））。なお、図３（ｇ）には、シアンの領域が露光及び現像されたことによる電位の変動ＶＣと、ブラックの領域が露光及び現像されたことによる電位の変動ＶＫとが示されている。
【００６４】
上記の露光工程及び現像工程を経ることにより、電子写真感光体１０上にカラートナー像が形成される。
【００６５】
（転写工程）
転写装置５０により、電子写真感光体１０上に形成されたカラートナー像が電子写真感光体１０から被転写媒体Ｐに転写される。
【００６６】
転写工程の後、定着装置８０により、カラー画像が被転写媒体Ｐに定着される。転写後のベルト状感光体１０は、クリーニング装置６０によって残存トナーが除去・回収され、除電器７０により除電され、次のカラートナー像形成工程に供される。
【００６７】
このようにして、カラー画像形成装置１００は、１回の帯電により優れた画質を有するカラー画像を形成する。
【００６８】
また、カラー画像形成装置１００は、用紙を保持して一色ごとに感光体上のトナー像を写し取る転写装置、或いはトナー像の重ね合わせを行う中間転写体が必要ないため、より小型化を図ることができる。
【００６９】
次に、カラー画像形成装置の第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００７０】
図４は、本発明のカラー画像形成装置の第２実施形態の基本構成を示す概略構成図である。図４のカラー画像形成装置１１０は、所定の方向（紙面上は時計回り）に回転可能であるドラム状電子写真感光体１５と、その回転方向に沿って帯電装置２２、露光装置３０、ロータリー４色現像装置４５、転写装置５０、クリーニング装置６０が配置されている。また、カラー画像形成装置１１０は、定着装置８０及び制御装置９０を備えている。
【００７１】
ドラム状電子写真感光体１５としては、例えば、円筒状の導電性基体と、この導電性基体上に設けられた感光層とを有するものが挙げられる。導電性基体としては、例えば、アルミニウム、銅、鉄、ステンレス、亜鉛、ニッケル等の金属ドラム；シート、紙、プラスチック、ガラス等の基材上にアルミニウム、銅、金、銀、白金、パラジウム、チタン、ニッケル−クロム、ステンレス鋼、銅−インジウム等の金属を蒸着したもの；酸化インジウム、酸化スズ等の導電性金属化合物を上記基材に蒸着したもの；金属箔を上記基材にラミネートしたもの；カーボンブラック、酸化インジウム、酸化スズ−酸化アンチモン粉、金属粉、ヨウ化銅等を結着樹脂に分散し、上記基材に塗布することによって導電処理したもの等が挙げられる。また、感光層は、上記ベルト状電子写真感光体と同様の構成とすることができる。なお、本発明においては、これらに限定されず、公知のドラム状電子写真感光体を用いることができる。
【００７２】
非接触帯電装置２２としては、コロナ放電を利用したスコロトロン帯電器やコロトロン帯電器等の公知の帯電器が挙げられる。
【００７３】
露光装置３０としては、上述のカラー画像形成装置１００の露光装置３０ａ〜３０ｄと同様のものが挙げられる。
【００７４】
ロータリー４色現像装置４５は、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）それぞれのトナー及びキャリアを含む４つの現像器４１ａ〜４１ｄを、回転体４２の周囲に順次配置（内蔵）した構成となっている。ここで、回転体４２の回転軸は駆動モータ（図示せず）と接続されており、制御装置９０により駆動モータを制御することで回転体４２を回転させることができるようになっている。したがって、対応する色で現像する際には、駆動モータを制御することで、上記４つの現像器４１ａ〜４１ｄそれぞれをドラム状電子写真感光体１５に対向させ、静電潜像が形成されたドラム状電子写真感光体１５の表面にブラック、シアン、マゼンダ、イエローそれぞれのトナー像を形成することができるようになっている。
【００７５】
定着装置８０及び制御装置９０は、上述のカラー画像形成装置１００で用いられるものと同様のものを用いることができる。
【００７６】
図４のカラー画像形成装置１１０では、制御装置９０によって以下のプロセスが行われカラー画像が形成される。先ず、ドラム状電子写真感光体１５が非接触帯電装置２２によって一様に帯電され、次に、露光装置３０によって第１色の作像データに基づく静電潜像が形成される。次に、第１色に対応する現像器４１ａにより反転現像がなされる。更に、ドラム状電子写真感光体１５が回転し、露光装置３０により第２色の作像データに基づく静電潜像が形成される。次に、第２色に対応する現像器４１ｂにより反転現像がなされる。このとき、現像器４１ｂは、制御装置９０によりロータリー４色現像装置４５に接続される駆動モータが制御され、ドラム状電子写真感光体１５に対向されている。更に、同様にして第３色及び第４色のトナー像が形成され、ドラム状電子写真感光体１５上にカラートナー像が形成される。次に、このカラートナー像は転写装置５０によって非転写媒体Ｐに転写され、さらに定着装置８０によって定着され、カラー画像が形成される。このようにして、１回の帯電で良好なカラー画像がカラー画像形成装置１１０により得られる。
【００７７】
なお、図４のカラー画像形成装置１１０では、制御装置９０によって、帯電装置による帯電を初めの１回のみとする制御が行われ、更にすべての色のトナー像が形成されてから転写装置による転写をする制御が行われている。
【００７８】
図４のカラー画像形成装置１１０では、ドラム状電子感光体１５が、１回帯電されてからカラートナー像が形成されるまでに４回転することになる。そのため、非接触帯電装置を用いることが好ましい。
【００７９】
また、カラー画像形成装置１１０も、用紙を保持して一色ごとに感光体上のトナー像を写し取る転写装置、或いはトナー像の重ね合わせを行う中間転写体が必要ないため、より小型化を図ることができる。
【００８０】
次に、カラー画像形成装置の第３実施形態について説明する。なお、第１実施形態又は第２実施形態と同一又は同等の構成要素については同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００８１】
図５は、本発明のカラー画像形成装置の第３実施形態の基本構成を示す概略構成図である。図５のカラー画像形成装置１２０は、所定の方向（紙面上は時計回り）に回転可能であるドラム状電子写真感光体１５と、その回転方向に沿って非接触帯電装置２２、露光装置３０ａ、現像装置４０ａ、露光装置３０ｂ、現像装置４０ｂ、露光装置３０ｃ、現像装置４０ｃ、露光装置３０ｄ、現像装置４０ｄ、転写装置５０、クリーニング装置６０が配置されている。また、カラー画像形成装置１２０は、定着装置８０及び制御装置９０を備えている。
【００８２】
図５のカラー画像形成装置１２０において、露光装置３０ａ〜３０ｄの代わりにマルチビーム方式のレーザー露光装置を用いることも可能である。
【００８３】
図５のカラー画像形成装置１２０においても、図１のカラー画像形成装置１１０と同様に制御装置９０が露光装置３０ａ〜３０ｄ、現像装置４０ａ〜４０ｄを制御することにより、１回の帯電でドラム状電子感光体上にカラートナー像が形成される。このカラートナー像は、転写装置５０によって非転写媒体Ｐに転写され、さらに定着装置８０によって定着され、カラー画像が形成される。すなわち、１回の帯電で良好なカラー画像が得られる。なお、図５のカラー画像形成装置１２０では、制御装置９０によって、帯電装置による帯電を初めの１回のみとする制御が行われ、更にすべての色のトナー像が形成されてから転写装置による転写をする制御が行われている。また、カラー画像形成装置１２０も、用紙を保持して一色ごとに感光体上のトナー像を写し取る転写装置、或いはトナー像の重ね合わせを行う中間転写体が必要ないため、より小型化を図ることができる。
【００８４】
以上、本発明者らによってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記カラー画像形成装置において、カラートナー像を形成するための電子写真感光体と、黒のみのトナー像を形成するための電子写真感光体とを別々に設けることもできる。このようなカラー画像形成装置は、通常、白黒画像の形成を主体とし、必要時に、カラー画像形成を行う仕様とすることができる。
【実施例】
【００８５】
（実施例１）
＜カラー画像形成装置の作製＞
先ず、幅２３０ｍｍ、周長４８７ｍｍ、厚さ２８μmのニッケルシームレスベルト基材を準備した。次に、この基材上に、有機金属酸化物を含有する下引層（層厚：０．１μｍ）、電荷発生材料としてチタニルフタロシアニン化合物を含有する電荷発生層（層厚：０．２μｍ）、及び、トリアリールアミン化合物及びポリカーボネート樹脂からなる電荷輸送層（層厚：２０μｍ）をこの順に浸漬塗布法により形成し３層構成からなる感光体を設けて、ベルト状の電子写真感光体を作製した。
【００８６】
得られたベルト状電子写真感光体上に１６ｍｍφの接触帯電器を当説配置し、さらに接触帯電器のプロセス後方に、１２００ＤＰＩのＬＥＤアレイを用いた露光装置及び現像装置を４組（それぞれ、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ用）配置し、図１に示す構成と同様のカラー画像形成装置（ただし、除電器は備えていない）を作製した。
【００８７】
＜カラー画像形成＞
上記のカラー画像形成装置の制御装置に以下のプロセスを実行させることにより、カラー画像形成を行った。
【００８８】
（帯電工程）
接触帯電器により感光体を−４２０Ｖに帯電させた。なお、接触帯電器への印加電圧は、直流電圧（−４２０Ｖ）に交流電圧（１３６２Ｈｚ、２ｍＡ）を重畳させた。
【００８９】
（露光工程）
図２（ｃ）に示す分割パターンを基に作成された対応する色の作像データに基づいて、ＬＥＤアレイを発光させ、露光された部分の電位を−１２０Ｖに減衰させることにより感光体上に静電潜像を形成した。
【００９０】
（現像工程）
次に、対応する色の負帯電トナーを用いた非接触現像装置により現像を行った。なお、トナーは粒径６μｍの重合トナー（形状係数１３０）を用いた。
【００９１】
上記の露光工程及び現像工程をＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの順でそれぞれの色ごとに行い、感光体上にカラートナー像を形成した。
【００９２】
（転写工程及び定着工程）
次に、カラートナー像が形成された感光体と転写ローラとの間に用紙を供給して、感光体上のカラートナー像を用紙へ転写し、定着装置により定着を行いカラー画像を得た。なお、得られたカラー画像は、６００ＤＰＩ相当（１画素の大きさが４２×４２μｍ相当）の画像であり、良好な画質を有していた。
【００９３】
実施例１のカラー画像形成装置は、１回の帯電により良好なカラー画像を形成することができるとともに、従来の４サイクル方式のカラー画像形成装置に比べて、感光体に対する帯電ストレスを４分の１とすることができた。
【００９４】
また、このカラー画像形成装置は、帯電装置を色ごとに設置した構成を有する従来のカラー画像形成装置に比べて、帯電装置３本分のスペースが省略でき、横方向（プロセス方向）で６０ｍｍ以上の短縮が可能となった。
【００９５】
（実施例２）
＜カラー画像形成装置の作製＞
レーザープリンター用（商品名：ｉ−Ｇｅｎ３、Ｘｅｒｏｘ社製）のベルト感光体を切断し、切断部をシームすることによりベルト状電子写真感光体を作製した。なお、感光体のサイズは、実施例１と同じ（幅２３０ｍｍ、周長４８７ｍｍ）とした。また、感光体は、厚さ１００μmのＰＥＴフィルム上にＡｌ蒸着を行って導電層を形成した導電性基体上に、シラン化合物を含有する下引き層（層厚：０．０２μｍ）、ガリウムフタロシアンニン化合物を含有する電荷発生層（層厚：０．２μｍ）、及び、アリールアミン化合物とポリアリレート樹脂からなる電荷輸送層（層厚：２５μｍ）がこの順に形成され、ＰＥＴフィルムの反対側にポリカーボネート樹脂のカール防止層が形成された構成を有していた。
【００９６】
得られたベルト状電子写真感光体を用いて、図６に示す構成のカラー画像形成装置を作製した。接触帯電器及び４つの現像装置（それぞれ、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ用）は実施例１と同様のものを用いた。露光装置としては、マルチビーム方式のレーザー露光装置（レーザービームＲＯＳ、１２００ＤＰＩ用）を用いた。また、レーザービーム光源は波長７８０ｎｍのものを使用した。
【００９７】
また、装置の大きさを小さくするために、ベルト状電子写真感光体の内周の空間にカラー画像形成装置を制御する制御装置を収納搭載し、更に、手動により持ち上げて斜め向きに配置可能な収納式用紙トレイを設けた。
【００９８】
＜カラー画像形成＞
上記のカラー画像形成装置の制御装置に以下のプロセスを実行させることにより、カラー画像形成を行った。
【００９９】
（帯電工程）
接触帯電器により感光体を−４２０Ｖに帯電させた。なお、接触帯電器への印加電圧は、直流電圧（−４２０Ｖ）に交流電圧（１３６２Ｈｚ、２ｍＡ）を重畳させた。
【０１００】
（露光工程）
図２（ｃ）に示す分割パターンを基に作成された対応する色の作像データに基づいて、ＬＥＤアレイを発光させ、露光された部分の電位を−１２０Ｖに減衰させることにより感光体上に静電潜像を形成した。
【０１０１】
（現像工程）
次に、対応する色の負帯電トナーを用いた非接触現像装置により現像を行った。なお、トナーは粒径１０μｍの粉砕トナーを用いた。
【０１０２】
上記の露光工程及び現像工程をＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの順でそれぞれの色ごとに行い、感光体上にカラートナー像を形成した。
【０１０３】
（転写工程及び定着工程）
次に、カラートナー像が形成された感光体と、転写ローラとの間に用紙を供給し、カラートナー像を用紙へ転写した。ついで、定着装置によりカラートナー像を定着させカラー画像を得た。なお、得られたカラー画像は、６００ＤＰＩ相当（１画素の大きさが４２×４２μｍ相当）の画像であり、良好な画質を有していた。
【０１０４】
実施例２のカラー画像形成装置は、１回の帯電により良好なカラー画像を形成することができ、従来の４サイクル方式のカラー画像形成装置に比べて、感光体に対する帯電ストレスを４分の１とすることができた。
【０１０５】
また、このカラー画像形成装置は、帯電装置を色ごとに設置した構成を有する従来の画像形成装置に比べて、帯電装置３本分のスペースが省略でき、横方向（プロセス方向）で６０ｍｍ以上の短縮が可能となった。また、従来のカラー画像形成装置（商品名：ＤｏｃｕＰｒｉｎｔ  Ｃ１６１６、富士ゼロックス（株）社製）に対する容積比が約３０％となった。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】図１は、本発明のカラー画像形成装置の第１実施形態の基本構成を示す概略構成図である。
【図２】図２は、カラートナー像形成予定領域を分割する分割パターンの例を示す図である。
【図３】図３は、本発明のカラー画像形成装置において電子写真感光体上にカラートナー像が形成されるプロセスの一例を説明するための図である。
【図４】図４は、本発明のカラー画像形成装置の第２実施形態の基本構成を示す概略構成図である。
【図５】図５は、本発明のカラー画像形成装置の第３実施形態の基本構成を示す概略構成図である。
【図６】図６は、実施例２で作製したカラー画像形成装置の基本構成を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【０１０７】
１０…ベルト状電子写真感光体、１５…ドラム状電子写真感光体、２０…帯電装置、２１…電源、２２…非接触帯電装置、３０，３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ…露光装置、３５…マルチビーム方式のレーザー露光装置、４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄ…現像装置、４５…ロータリー４色現像装置、５０…転写装置、６０…クリーニング装置、７０…除電器、８０…定着装置、９０…制御装置、１００，１１０，２００…カラー画像形成装置。
【図１】
2006047785.tif 000002
【図２】
2006047785.tif 000003
【図３】
2006047785.tif 000004
【図４】
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【図５】
2006047785.tif 000006
【図６】
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